考虑应力主轴循环旋转效应的砂土弹塑性本构模型

作     者：童朝霞 张建民 张嘎 TONG Zhaoxia;ZHANG Jianmin;ZHANG Ga

作者机构：北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2009年第28卷第9期

页      面：1918-1927页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展规划(973)课题(2007CB714108) 北京市自然科学基金资助项目(8061003) 

主　　题：土力学 应力主轴旋转 砂土 弹塑性本构模型 

摘      要：已有试验研究表明,应力主轴循环旋转条件下砂土具有以下基本变形规律:(1)体应变随循环周数的增加而增加,但增加速率随其自身累积值的增加呈递减趋势;(2)剪应力–剪应变关系曲线存在明显的滞回圈,随循环周数的增加,滞回圈由未封闭型转化为封闭型;(3)应力主轴旋转条件下砂土的非共轴流动具有分段特征;(4)中主应力系数对应力主轴循环旋转条件下砂土的变形有重要影响,体应变的累积速率随中主应力系数的增加而增加。基于对上述应力主轴循环旋转条件下砂土的基本变形规律的认识,采用将主应力幅值变化以及应力主轴旋转产生的塑性变形单独加以考虑的办法,建立一个可合理考虑应力主轴循环旋转效应的砂土弹塑性本构模型,并对该模型在包含应力主轴旋转的多种复杂循环应力路径下的有效性进行验证。数值模拟结果与试验结果的对比表明:该模型可较好地考虑应力主轴循环旋转效应,对不同条件下各应变分量及体应变的发展历程能够进行较为合理的模拟,初步验证了该模型良好的适用性及有效性。